江苏卷数学2017:中國首次完成空間交會對接

全程回顧:中國首次空間交會對接
http://news.wenweipo.com   [2011-11-03]   我要評論 (11)

    
北京飛控中心指揮大廳內，工作人員緊張忙碌著，為交會對接進行最後的準備工作。新華網
【文匯網訊】據中新網報道，從對接機構接觸開始，經過捕獲、緩衝、拉近、鎖緊4個步驟，「神舟八號」飛船與「天宮一號」目標飛器2011年11月3日凌晨實現剛性連接，形成組合體，中國載人航天首次空間交會對接試驗獲得成功。 以下為全過程回放： 2011-11-3 02:34 神舟八號、天宮一號首次交會對接實時報道到此結束，組合體飛行12天左右，將擇機進行第二次交會對接試驗，敬請關注。 2011-11-3 02:12 【中國航天員入駐「天宮」訓練忙】當「神舟八號」飛船與「天宮一號」目標飛器3日凌晨實現太空之「吻」時，中國航天員在地面為入駐「天宮一號」而開展的交會對接訓練也正式拉開序幕。按照計劃，中國2012年將發射載人飛船與「天宮一號」實施空間交會對接，並安排航天員手動交會對接。如果手控模式的對接也能順利完成，將意味中國真正掌握了空間交會對接技術。 2011-11-3 02:10 【新聞背景：國際重要航天器交會對接記錄】「天宮一號」目標飛行器與「神舟八號」飛船3日凌晨在太空成功進行首次無人交會對接試驗，使中國成為世界上第三個自主掌握並成功實施航天器空間交會對接技術的國家。 2011-11-3 01:50 【任務介紹】按計劃，在組合體飛行第12天，神舟八號、天宮一號的對接機構解鎖，相互分離，飛船利用相對測量結果，獲得兩目標相對導航信息，自主計算控制參數，控制發動機開關，分別在30米和140米進行兩次停泊，撤離至距天宮一號5公里的安全距離以外，完成撤離。隨後進行第二次交會對接試驗。 2011-11-3 01:49 【現場直擊】吳邦國、溫家寶、李長春、習近平、李克強、賀國強、周永康等領導同志與參試科研人員熱情握手，祝賀中國首次空間交會對接任務圓滿成功。 北京飛控中心報道：2011-11-3 01:48 【「天宮一號」與「神舟八號」交會對接成功】北京航天飛行控制中心最新消息：從對接機構接觸開始，經過捕獲、緩衝、拉近、鎖緊4個步驟，「神舟八號」飛船與「天宮一號」目標飛器3日凌晨實現剛性連接，形成組合體，中國載人航天首次空間交會對接試驗獲得成功。 2011-11-3 01:46 【現場直擊】北京飛控中心大屏幕上顯示「熱烈慶祝天宮一號/神舟八號首次交會對接圓滿成功」。 2011-11-3 01:45 【快訊】中央軍委副主席徐才厚宣讀胡錦濤主席賀電。 2011-11-3 01:42 【快訊】中國載人航天工程總指揮常萬全宣佈，天宮一號、神舟八號首次空間交會對接取得圓滿成功！ 2011-11-3 01:40 【快訊】組合體消除姿態偏差完成。 2011-11-3 01:38 【快訊】組合體啟控，消除姿態偏差。 2011-11-3 01:36 【快訊】對接機構鎖緊完成。 2011-11-3 01:35 【快訊】對接機構端面密封完成。兩航天器完成剛性連接。飛船和天宮一號對接機構上各分佈12個對接鎖，每個鎖由能活動的主動鉤和固定的被動鉤組成。 2011-11-3 01:33 【快訊】對接鎖鎖緊開始。神舟八號對接機構的對接換環收回，拉近兩航天器，兩對接機構前端框面互相貼合。 011-11-3 01:30 【快訊】飛船對接機構的機械緩衝系統完成緩衝和校正，在緩衝過程中，儲存和消耗能量，校正對接換姿態，使其處於水平位置。神舟八號對接機構的對接換環收回，拉近兩航天器，兩對接機構前端框面互相貼合。 2011-11-3 01:30 【快訊】飛船對接機構上的3把捕獲鎖與天宮一號對接機構上的3個卡板器咬合。完成捕獲，飛船發動機旋即關機。兩個航天器完成柔性連接，連接後仍能相互移動。 2011-11-3 01:27 【快訊】天宮一號與神舟八號對接機構接觸! 2011-11-3 01:25 【快訊】科技人員通過北京航天飛控中心的大屏幕，監視和判斷飛船狀態。經判斷，飛船工作正常，可以繼續前進。北京飛控中心的大屏幕上，顯示著飛船和天宮一號攝像機下傳的實時畫面。目前空空通信正常。飛船開始向天宮一號最後靠攏。 2011-11-3 01:23 【快訊】神八飛船自主進入30米停泊點。 2011-11-3 01:21 【快訊】神舟八號從140米停泊點開始前進，正沿直線緩緩接近天宮一號，二者間的相對速度約0.5米／秒。 2011-11-3 01:18 【快訊】吳邦國、溫家寶、李長春、習近平、李克強、賀國強、周永康等領導同志來到北京航天飛行控制中心，聽取有關匯報，觀看天宮一號和神舟八號交會對接實況。 2011-11-3 01:16 【快訊】神舟八號飛船到達140米停泊點。目前，交會對接的接近段已經結束，即將進入平移靠攏段，飛船經過兩天多的飛行，與天宮一號的距離只剩最後的140米。 2011-11-3 01:10 【快訊】從神舟八號軌道艙的攝像頭可以看到，天宮一號的光點越來越大。現在神舟八號和天宮一號之間的相對速度是接近0.5米/秒。神舟八號與天宮一號的距離正不斷縮短。相對導航狀態正常。神舟八號CCD相機開機。空空通信正常。 2011-11-3 01:07 【快訊】地面對神舟八號對接機構的推出和準備情況進行確認後，飛船再次前進，正在接近140米停泊點，持續時間約11分鐘，飛船系統已進入交會對接倒計時。 2011-11-3 01:05 【快訊】飛船第30圈，天宮第541圈，進入馬林迪站和天鏈01星跟蹤弧段內，飛船進入400米停泊點。 2011-11-3 01:03 【快訊】神舟八號對接環推出。北京天宮一號GP38帆板水平歸0指令發出。對接準備完成。 2011-11-3 0:58 【快訊】北京飛控中心副總工程周建亮介紹，首次交會對接完成後，組合體飛行12天，計劃在11月14號飛船飛行的第215天，與目標飛行器分離，完成兩次交會對接之後，計劃在11月16號控制神舟八號飛船與天宮一號分離，11月17號神舟八號返回地面。 2011-11-3 00:51 【快訊】神舟八號飛船預計1點07分轉400米停泊2分鐘。1點20分，飛船轉110米停泊兩分半，1點27分，轉30米保持，停泊2.5分鐘。 1點31分，對接機構接觸，進入對接段，陸續要經過接觸、校正、拉回、鎖緊等五個動作，完成全過程的對接過程，預計在1點42分完成對接任務。 2011-11-3 00:44 【任務介紹】本次交會對接測控網由2顆天鏈一號中繼衛星、16個國內外陸基測控站、3艘遠望號測量船，以及北京飛控中心和西安測控中心組成。 2011-11-3 00:43 【快訊】北京飛控中心預報：神舟八號飛船將於3日01時07分進入400米停泊點。 2011-11-3 00:33 【背景知識】目前為止，只有美國和俄羅斯掌握完整的空間交會對接技術，如果中國突破了這項技術的話，則將成為世界上第三個完全掌握交會對接技術的國家。 讓兩個重量極大、高速飛行的飛行器在茫茫太空完成無縫對接，是一件高風險的事情。40多年以來，全世界已經進行了近300次的空間交會對接，其中經歷了多次失敗。 這次執行交會對接的神舟八號並沒有載人，如果以後神舟九號或者神舟十號載著航天員上天，當飛船完成同天宮一號對接以後，航天員將進入天宮一號內部，並且在裡面進行工作和生活。 2011-11-3 00:31 【快訊】神八和天宮一號從5公里處到140米停泊點這一飛行階段，飛行時間約一個小時。其間，地面始終要對相對導航、兩目標姿態、對接機構狀態等進行密切監視。 北京飛控中心報道：2011-11-3 00:29 【北京飛控中心副主任詳解天宮/神八交會對接全程】北京航天飛行控制中心副主任麻永平2日晚在此間對即將上演的天宮一號/神舟八號交會對接任務的過程做了詳細介紹。麻永平表示，交會對接全過程大致分為遠距離導引、自主控制、對接等3各階段。 2011-11-3 00:26 【快訊】神八飛船5公里停泊結束，400米接近開始。神舟八號帆板捕捉太陽正常。 2011-11-3 00:25 【任務介紹】交會對接階段，在神舟八號和天宮一號相距5公里、400米、140米、30米處設置了4個停泊點。神八飛船將在停泊點短暫停頓，主要目的是要對兩個航天器的關鍵狀態進行監視和判斷。 2011-11-3 00:22 【任務介紹】雖然停泊之後神舟八號飛船距離天宮一號只有短短5公里，可是接下來的靠近和交會對接的過程還是比較長，至少會持續一個小時的時間。因為在這個過程裡還需要設立包括5公里在內的四個停泊點，讓地面的測控系統和飛船系統進一步監控神舟八號和天宮一號的飛行狀況。 2011-11-3 00:10 【快訊】神舟八號將進行四次自主變軌控制。 2011-11-3 00:09 【快訊】神舟八號飛船進入5公里停泊點。 北京飛控中心報道：2011-11-2 23:55 【北京飛控中心副主任詳解交會對接技術重點難點】北京航天飛行控制中心副主任麻永平2日晚表示，天宮一號/神舟八號交會對接任務與以往的載人航天任務相比，技術跨度大、狀態變化多，技術要求高、任務實施難，飛控實施的重點難點集中體現在交會對接階段。 2011-11-2 23:48 【專家解讀：交會對接面臨四大難點】神舟八號總設計張柏楠介紹，神舟八號要與天宮一號交會對接面臨四大難點。首先是方案複雜。要從飛船距目標一萬多公里的地方開始，逐步調整控制軌道，最終實現對接兩個相對位置誤差不超過180毫米，姿態誤差不超過5度，難度可想而知。 目前，對接機構是我國最複雜的空間機構，有軸承齒輪各300個左右，零部件上萬個，對整個控制系統要求非常高。 另一個難點是空間環境複雜。空間飛行除了以往的真空和高低溫環境之外，太陽光對目標的反射，也會給光學測量帶來麻煩。而最大的困難是，空間環境很難在地面完全驗證。以北京為例，目前北京的太陽亮度只有軌道上的60%，很難模擬天上，對光學敏感器的評估帶來很大難度。 複雜的空間電磁環境對測量精度也提出了更高的要求。現在空間飛行器很多，以往可以忽略不計的誤差，如今都要考慮在內。 第三個難點是神舟八號的研製進度非常緊張。神舟八號從2004年底立項到現在，研製時間不到7年，正樣研製不到2年。而神八產品的指標高，性能複雜。研製難度非常大，這對我們提出了很大的挑戰。 最後，交會對接的組織實施也很複雜。 2011-11-2 23:45 【神舟八號全新改進迎接交會對接】神舟八號總設計張柏楠接受媒體採訪時介紹，神舟八號飛船經過全新改裝，加裝與交會對接有關的設備。首先，由於交會對接對飛船的控制能力提出了更高的要求，神舟八號上配備了運算能力更大的計算機，對控制系統能力進行了升級。 其次，神舟八號的執行機構中增加了8台平移發動機和4台反推發動機，用於控制飛船和目標飛行器的相對位置，同時提供緊急避撞的動力，一旦飛船遇險，可以實現及時返回撤離。 第三，神舟八號的降落傘系統也進行了改進，返回艙的回收能力具有50%以上的余量，整個回收系統的可靠性得到增強。 值得一提的是，神舟八號全部實現了國產化，所有單機設備均為自主研製，包括最後控制返回艙著陸點火的，包括敏感器，都是自主研製的。 2011-11-2 23:42 【任務介紹】中國載人航天專家稱，3日凌晨進行的神舟八號與天宮一號交會對接將面臨遠距離導引、自主導引、首次對接、組合飛行、再度對接、飛船返回等六大關節點考驗。 2011-11-2 23:39 【背景知識：交會對接有何意義?】空間交會對接技術的作用主要體現在三個方面。一是為長期運行的空間設施提供物資補給和人員運輸服務。二是為大型空間設施的建造和運行服務。三是進行空間飛行器重構以實現系統優化。 交會對接技術的另一個重大潛在應用領域是載人登月和深空探測任務。這些任務所需運載能力巨大，通過多次發射和交會對接技術在近地軌道完成軌道轉移飛行器的組裝，是降低對單發運載火箭能力需求的有效途徑。 2011-11-2 23:37 【背景知識：交會對接有多難?】兩個重量極大的飛行器，在茫茫太空中以比子彈還快數倍的速度飛行，要完成無縫對接，難度好比百米之外「穿針引線」。交會過程中，如果軌道測量或計算稍有偏差，就可能失之毫釐，差之千里。 交會，是讓兩個航天器在預定的時間同時到達一個指定的地點聚集。對接的技術相對來說更為複雜，要準確地調整高度、位置、相對速度以及兩個航天器的姿態，靠近時相對速度極慢，速度快了就會產生碰撞。還要使兩個航天器軸線基本上在一條直線上，如果軸線相差很大，也沒法完成對接。 兩個航天器的軸線要求基本在一條直線上，要知道兩個航天器都距離地面300多公里，以極高的速度運行，基本上是第一宇宙速度(7.9公里/秒)，要實現這個控制精度非常難，這對導航定位系統和對接機械都是嚴峻的考驗。 2011-11-2 23:34 【背景知識：交會對接是怎樣完成的?】空間交會對接涉及兩個飛行器，一個是目標飛行器，一個是追蹤飛行器。空間交會與對接過程一般是由地面發射追蹤飛行器，由地面控制，使它按比目標飛行器稍微低一點的圓軌道運行;接著，通過變軌，使其進入與目標航天器高度基本一致的軌道，並與目標航天器建立通信關係;追蹤飛行器調整自己與目標飛行器的相對距離和姿態，向目標飛行器靠近;最後當兩個飛行器的距離為零時，完成對接合攏操作，結束對接過程。 2011-11-2 23:33 【背景知識：什麼是交會對接?】空間的兩個航天器在同一時刻以同樣的速度到達同一個地點的軌道控制過程及結果稱作「軌道交會」。在空間將兩個航天器對接起來形成一個航天器的事件稱作「空間對接」。所謂「空間交會對接」是軌道交會和空間對接的總稱。空間交會對接技術是建立空間站最基本最關鍵的技術，它與載人天地往返、出艙活動並稱載人航天的三大基本技術。 2011-11-2 23:30 【神八與天宮一號建立穩定空空通信 進入自主控制段】中國載人航天工程首次空間交會對接將在3日凌晨進行。目前神舟八號飛船和天宮一號已建立起穩定的空空通信，飛船開始自主控制，進入自主控制段。 2011-11-2 23:15 【神八進入自主控制 中國首次空間交會對接即將實施】2日23時08分，神八飛船和天宮一號建立起了穩定的空空通信，飛船開始自主控制，進入自主控制段。中國首次空間交會對接進入正式實施階段。根據飛行方案，神八自主導航飛行過程約144分鐘，其後，與天宮一號在同一時刻以同樣的速度到達同一個地點順利交會，兩個飛行器參數滿足對接的初始條件後，飛行器就將停止控制，讓它們根據慣性進行碰撞，整個對接過程一共大約需要十分鐘時間。 2011-11-2 23:13 【任務介紹】在自主控制階段，神八飛船將分三個階段進行交會對接：其中從52公里到5公里是尋的段，從5公里到140米是接近段，從140米到對接機構接觸是平移靠攏段。整個自主控制段約需兩個半小時。 2011-11-2 23:10 【快訊】神八飛船和天宮一號建立起了穩定的空空通信，飛船開始自主控制，進入自主控制段。